[发明专利]结合空气源热泵热水的变制冷剂流量系统及其控制方法

说明书

本发明涉及一种结合空气源热泵热水的变制冷剂流量系统及其控制方法，将传统VRF空调夏季冷凝热量进行有效回收利用以制取生活热水，制取得到的生活热水一部分用于生活用水，一部分用于对室内空调送风进行再热，这样则克服了多联机空调系统露点送风对室内环境温度和人体舒适感的影响；另外，在冬季较低温度下VRF室外机结霜后，本发明利用空气源热泵热水系统进行除霜，克服冬季空调系统反向运转会导致室内环境温度的波动；本发明系统还可满足用户全年对生活热水的需求。用户可根据需求自行切换运行模式，充分利用冷凝热量，本发明具有控制灵活、选择多样、运行节能、室内环境温度波动小、舒适性强等优点。

技术领域

本发明涉及一种空调系统，特别涉及一种结合空气源热泵热水的变制冷剂流量系统及其控制方法。

背景技术

随着我国国民经济的持续增长，人均生活水平不断提高，人们对生活的质量、居住的环境、室内热舒适性程度、空气品质等的要求越来越高。而传统的家用分体式空调或窗式空调则由于热舒适性较差、室内空气品质很难得到保证、北方冬季室外结霜不能正常运行、空调系统余热浪费等多种因素已渐渐成为一种季节性商品越来越难以适应环境要求。因此，结合空气源热泵热水的VRF变制冷剂流量系统的设计理念越来越广泛地在高级公寓、高级住宅、别墅等场所并作为一种整体化空调系统形式被接纳和采用，它的出现符合了现代人的需求；同时创造一套将传统变制冷剂流量系统（VRF）的室外冷凝盘管与空气源热泵制热水系统的室外蒸发盘管相结合的集制冷、制热、除霜、制热水功能于一体的户式多联空气系统，对降低空调总能耗和保障室内环境温度的稳定和舒适有着重要的意义。

多联机空调系统：以制冷剂为输送介质，室外主机由室外侧换热器、压缩机和其他制冷附件组成，末端装置由直接蒸发式换热器和风机组成的室内机。一台风冷热泵型室外机通过管路向着若干台室内机输送制冷剂。该户式空调系统对冷凝热量进行回收，减少了空调负荷并降低了运行费用；且室外机的输出可根据室内负荷的大小自动调节，在部分负荷时能效比相当高；另外，当系统仅一台室内机开启时，室外压缩机能相应调节转速或者卸载，合理输出室内机所需的能量，从而避免了传统空调“一开全开”的不必要的能源浪费，因此是当前空调家用中央空调领域，尤其是高档住宅中的使用最佳空调方式之一。但是多联机空调系统冬夏季对房间直接露点送风以除去房间负荷，露点出风的温度往往在16℃左右，低温送风影响人体舒适感和室内环境温度的稳定性。除此之外，夏季空调室外机的冷凝热量往往直接排放到室外环境中，未能很好进行利用，造成热量的浪费。

空气源热泵系统方案：空气作为低温位热源，可以取之不尽，用之不竭，而且是随时随地无偿地获取。空气源热泵系统是以空气作为低温热源。分体式热泵空调机、VRF热泵空调系统、大型风冷热泵机组等，均属于空气源热泵。 这种空气源热泵的安装和使用都非常方便，虽然被人们广泛应用了很多年，但目前仍存在一些缺点。

由于空气的状态参数随地区和季节的不同而不同，这对空气源热泵的容量和制热性能系数影响很大，空气温度偏高或偏低时，热泵的制冷性能系数就会变得很低。尤其在冬季，当空气温度很低时，这时需求的供热量就很大，势必造成热泵供热量与建筑物耗热量之间的供需矛盾。

冬季空气温度很低时，空调换热器中的工质蒸发温度也很低。当安装在窒外空调换热器表面温度低于 0 ℃，并且低于空气露点温度时，空气中的水分在换热器表面就会凝结成霜，导致蒸发器的吸热量减少，热泵不能正常供热。 空气源热泵在我国典型的应用范围是长江流域以南地区。而在北方地区，冬季平均气温低于0℃，空气源热泵不仅运行条件恶劣，稳定性差，而且存在结霜问题，效率较低，因此空气源热泵用于北方地区时，必须慎重考虑。 所以热泵装置的设计要考虑防止空调换热器的结霜。

目前为止，能够对室内空气环境实现制冷、制热、能量回收的中央空调系统在市场上已经较为成熟，但是同时解决夏季室内露点送风造成的不适吹风感、冬季室外机结霜无需通过空调系统自身四通换向阀的切换进行除霜、满足对全年生活热水需求的户式多联空调系统还没有相应的设计发明创造。

发明内容